Datenbank

Eine Datenbank, auch Datenbanksystem (DBS) genannt, ist ein System zur elektronischen Datenverwaltung. Die wesentliche Aufgabe eines DBS ist es, große Datenmengen effizient, widerspruchsfrei und dauerhaft zu speichern und benötigte Teilmengen in unterschiedlichen, bedarfsgerechten Darstellungsformen für Benutzer und Anwendungsprogramme bereitzustellen.

Datenbankmanagementsystem (DBMS)

Das Datenbankmanagementsystem (DBMS) ist die eingesetzte Software, die für das Datenbanksystem installiert und konfiguriert wird. Das DBMS legt das Datenbankmodell fest, hat einen Großteil der unten angeführten Anforderungen zu sichern und entscheidet maßgeblich über Funktionalität und Geschwindigkeit des Systems. Datenbankmanagementsysteme selbst sind hochkomplexe Softwaresysteme.

Für Datenbankmanagementsystem wird (selten) auch der Begriff Datenbankverwaltungssystem (DBVS) verwendet.

Aufbau einer Datenbank

Entwurf einer Datenbank

 Phasen der Datenbankentwicklung

Externe Phase: Ermittlung der Informationsstruktur: Die Datenbank soll einen Ausschnitt aus der realen Welt (auch als „Miniwelt“ bezeichnet) im Rechner abbilden. Diese Abbildung erfolgt durch die Beschreibung der Daten. Dazu ist der Informationsbedarf der Benutzer zu ermitteln und zu strukturieren. Das Ergebnis dieses ersten Schrittes – auch als Spezifikations- und Anforderungsanalyse bezeichnet – ist eine informelle Beschreibung des Fachproblems.

Konzeptionelle Phase: Aufstellung des semantischen Modells: Ziel des konzeptionellen Entwurfs ist die formalisierte Beschreibung des betrachteten Sachverhalts. Es existieren verschiedene Ansätze zur Erzeugung einer solchen Gesamtsicht. Das bekannteste Modell ist das so genannte Entity Relationship Model (ER-Modell). Eine Erläuterung dieses ER-Modells folgt später. Das Ergebnis dieses Schrittes ist das Fachkonzept der Datenbank.

Logische Phase: Erstellung des logischen Datenmodells: Ziel ist die Übertragung des semantischen Datenmodells in ein logisches Datenmodell, z. B. in ein relationales Datenmodell (Tabellenform). Diese Phase umfasst zwei Schritte: Im ersten Schritt muss eine Transformation des konzeptionellen Schemas (ER-Modell) in das Datenbankschema erfolgen. Dieser Schritt ist mithilfe von Software automatisierbar. Im zweiten Schritt erfolgt eine Optimierung des relationalen Schemas, z. B. die Durchführung einer Normalisierung der Tabellenstruktur (Abschnitt: „Optimierung: Normalisierung des Datenmodells“).

Physische Phase: Implementierung der Datenbank: Am Ende dieser Phase sollte die leere Datenbank existieren. Dazu sollte das logische Modell unter Verwendung einer Datendefinitionssprache (z. B. SQL) in ein konkretes Datenbankschema übersetzt werden. Es müssen Datentypen, Wertebereiche, Relationen und Sichten festgelegt werden.

Primärschlüssel

Ein Primärschlüssel einer Relation ist eine minimale Menge von Attributen, die jeden möglichen Datensatz eindeutig identifiziert.

Redundanz

Eine Redundanz liegt vor, wenn Daten mehrmals gespeichert werden. Sie können weggelassen werden, ohne dass Informationen verloren gehen.

Anomalien

Anomalien sind Probleme und Fehler, die bei Operationen auf den Datensätzen einer Datenbank entstehen können. Es werden Änderungs-, Einfüge-,und Löschanomalien entschieden.

Inkonsitenzen

Inkonsistenzen sind Widersprüche im Datenbestand einer Datenbank. Sie können durch Anomalien hervorgerufen werden.